圍填海對海洋水動力與生態(tài)環(huán)境的影響

李政明

摘要：圍填海工程改變了港灣海域面積及容量，從而改變了港灣水沙動力環(huán)境狀況。作為海洋中物質(zhì)輸運(yùn)的驅(qū)動力，水動力狀況發(fā)生改變后會引發(fā)海水交換能力、納潮量、水質(zhì)及沉積速率等一系列環(huán)境因子的變化，這些環(huán)境因子的變化直接對海域的環(huán)境容量與生態(tài)系統(tǒng)造成影響?；诖?，本文主要對圍填海對海洋水動力與生態(tài)環(huán)境的影響進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：圍填海；海洋水動力；生態(tài)環(huán)境；影響

1、水交換能力及納潮量

圍填海后，渤海灣海水半交換時間由300d變成超過600d，海域平均水存留時間明顯增加；象山港30d、60d、90d平均水交換率由59.3%，66.4%和71.7%下降至54.7%、61.9%和67.3%；錦州灣由于圍填養(yǎng)殖及工程建設(shè)，總海域面積大幅減少，導(dǎo)致2000-2005年海水交換率平均減少17.5%，2005-2010年平均減少9.28%；羅源灣2012年與1960年代相比30d平均水交換率減少21.42%。

圍填海工程會使海域面積減少、海灣灣口寬度縮短，從而導(dǎo)致納潮量減少、漲潮流流速變小等問題。廈門西海域由于周圍海域被圍，導(dǎo)致納潮量減少，且隨著圍填海工程的修建，海水流速大幅降低，而同期未施工海域納潮量變化不大。隨著膠州灣填海造陸的面積增多，1966-1986年膠州灣納潮量減小2.67%，至2000年已減小4.63%，至2008年納潮量減小了6.5%。羅源灣圍填海工程導(dǎo)致淺水海域面積損失25.27km2，納潮量則減少28.38%。圍填海前后的湛江灣、象山港、深圳灣及錦州灣納潮量和水交換率呈下降趨勢，湛江灣納潮量減少3.4%；象山港全潮平均納潮量減少12.6%；深圳灣、錦州灣的納潮量及水交換率隨著海域面積的減少而減?。ㄒ姳?）。

大面積圍填海是造成各海域海水交換率下降、岸線變化劇烈及納潮量減小的主要原因。同時，海水交換能力減弱還會降低海水的自凈能力，對近海環(huán)境造成污染。深圳市嚴(yán)重污染海域占深圳市總海域面積的51.9%，幾乎全都分布在圍海造地集中的海域。日本諫早灣填海后直接引起有明海的大規(guī)模赤潮。這說明海水水質(zhì)下降與不適當(dāng)?shù)膰鷫ㄓ嘘P(guān)。

2、水動力條件

圍填海工程改變了近海海岸地形地貌、潮波反射的位置和角度，從而會對附近海域的潮流、波浪等水動力條件產(chǎn)生一定影響。圍填海工程面積越大，對海域水動力影響也越大。圍填海工程對流場的影響局限于工程附近水域，隨著距離的增大，影響逐漸變小。圍填海后，舟山岑港北側(cè)基巖海岸對流場的影響范圍主要集中在圍填海堤的前沿。

由于圍填海工程的建設(shè)，造成特征點(diǎn)平均張潮流、落潮流均成不同幅度的減少，附近海域的流速流向發(fā)生改變，如湛江灣及膠州灣前灣附近海域潮流速度均減??；2003-2013年，曹妃甸海域漲落潮最大幅值變化約為0.05m/s，流向變化最大值為26°大部分區(qū)域不超過10°；萊州灣流速整體減小，流向變化一般小于5°。圍填海工程除了會改變其附近海域的流場及流速，還會對波浪造成一定影響。港九海峽兩岸海堤由于已延伸至較深水域，沿岸沒有消能的淺灘，當(dāng)波浪傳至海堤時，海堤起到反射作用，使入射波與反射波疊加，波高增大。

3、圍填海對海域生態(tài)環(huán)境的影響

圍填海帶來的生態(tài)環(huán)境問題主要有6個方面：

1）天然的排洪通道由于大量的圍填海工程受阻，導(dǎo)致河床以及地下水位升高，防洪壓力無形中加大。近年來，珠江三角洲洪澇災(zāi)害增加與圍填海有直接的關(guān)系。同時圍填海工程之后新增加的土地很大程度上會造成鹽漬化，這樣海岸侵蝕情況加劇，要做到海岸防災(zāi)減災(zāi)更加困難。

2）圍填海工程破壞近岸海域的漁業(yè)資源。有絕大部分海洋魚類繁衍生存主要在近海海域，但是圍填海工程大規(guī)模的實(shí)施，改變了近海海域水文特征，使魚類的洄游規(guī)律發(fā)生變化，魚群的棲息環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞，近年來在近海海域這樣的情況下漁業(yè)資源明顯銳減。曾慶波研究指出在東莞虎門港長安港區(qū)在實(shí)施圍填海工程之后物種減少，尤其是珍稀瀕危動物，中華鱘已不多見；另外圍填海工程的實(shí)施還對魚類造成了“驅(qū)趕效應(yīng)”，同時對魚類的繁殖生存構(gòu)成了很大的威脅。

3）圍填海工程改變海岸帶的自然景觀，破壞生態(tài)平衡。大規(guī)模的圍填海活動，破壞海岸自然景觀環(huán)境，造成生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)問題，因不合理的圍填海工程導(dǎo)致很多海灣自然環(huán)境發(fā)生變化，生物生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重?fù)p害。

4）圍填海工程毀掉大批紅樹林，生態(tài)系統(tǒng)退化。有“海上森林”之稱的紅樹林是熱帶、亞熱帶沿海潮間帶特有的木本植物群落，具有極其重要的生態(tài)服務(wù)功能，然而填海造地毀壞紅樹林，換來的是海濱生態(tài)環(huán)境的惡化、海岸國土侵蝕日益嚴(yán)重、臺風(fēng)暴潮損失加劇、近海珍珠養(yǎng)殖業(yè)整體衰敗、灘涂養(yǎng)蝦暴病、林區(qū)和近海漁業(yè)資源減少等。

5）圍填海工程造成近海海域重金屬污染。潘少明等針對圍海造地工程對香港維多利亞港現(xiàn)代沉積作用的影響進(jìn)行研究，認(rèn)為圍海造地、海岸工程等造成的岸線變化是影響維多利亞港堆積侵蝕的主要因素。另外在沉積柱狀樣中，Pb，Zn，Cu等重金屬的分布表明，圍填海工程使得該海域重金屬的污染嚴(yán)重。

6）同時圍填海工程對污染物的輸運(yùn)也會造成影響，圍填海工程會導(dǎo)致海灣減小，會造成該海灣納潮量減小，納潮量減小之后該海灣物理自凈能力較之前減弱，這樣就會影響到污染物的輸運(yùn)。孫長青等在填海造地對膠洲灣污染物輸運(yùn)影響的數(shù)值研究中就得到類似的結(jié)論。圍填海工程對生態(tài)環(huán)境的影響引起了廣泛關(guān)注，國內(nèi)外學(xué)者多數(shù)基于生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)行圍海的生態(tài)修復(fù)及管理，郭臣林磊等都針對膠州灣圍填海生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)行研究，認(rèn)為這一機(jī)制在圍填海生態(tài)修復(fù)方面更為合理化。

4、建議及展望

圍填海工程對近海海洋環(huán)境的影響是顯而易見的，經(jīng)過對前人研究的分析，我們得知對于圍填海所產(chǎn)生的海洋環(huán)境問題，很多專家學(xué)者利用不同的研究方法對不同海域開展了諸多研究。但是近年來我國圍填海工程的規(guī)模、特點(diǎn)和方式較之前相比有很大不同：

1）圍填海的規(guī)模大幅度增加，僅在渤海就有遼寧的五點(diǎn)一線，河北的曹妃甸和渤海新區(qū)，天津的臨港工業(yè)區(qū)、臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)、南港工業(yè)區(qū)、東疆港區(qū)，面積動則幾十平方公里到上百平方公里；

2）逐漸趨向于多元化行業(yè)及領(lǐng)域，石化項(xiàng)目用海、工業(yè)開發(fā)區(qū)用海、城鎮(zhèn)建設(shè)用海、港口用海，石油勘探開發(fā)用海取代了過去單一的圍墾或者養(yǎng)殖用海；

3）圍填海的方式趨于區(qū)塊化，以政府主導(dǎo)的大規(guī)模區(qū)域用海取代了過去的單一項(xiàng)目用海。之前的研究工作中，專家們不管是從圍填海對地形地貌的影響，還是對水動力環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境的影響都有研究，但是研究過于單一化，僅僅針對某一要素進(jìn)行研究。而我國圍填海工程現(xiàn)狀復(fù)雜，對海洋環(huán)境產(chǎn)生的影響具有多樣性，這就對研究我國圍填海的海洋環(huán)境影響提出了更高的要求，在未來的研究中，需要考慮多重因素，對多項(xiàng)要素進(jìn)行系統(tǒng)準(zhǔn)確的研究，全方位闡述圍填海對海洋環(huán)境影響的評估方法，這樣才可以更加科學(xué)準(zhǔn)確地認(rèn)識到圍填海對海洋環(huán)境的影響，同時對于科學(xué)合理開發(fā)海岸帶資源、保護(hù)海岸帶生態(tài)環(huán)境提供決策參考。

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（作者單位：天津科技大學(xué)交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所）